基于OPC技術的數控沖床加工仿真系統(tǒng)摘要：以Visual Basic 6．o為開發(fā)工具，基于IndraMotion MTX系統(tǒng)，用OPC技術開發(fā)了數控轉塔沖床實時加工仿真系統(tǒng)。根據該開放式數控系統(tǒng)的特點，對讀取的NC程序塊進行實時處理，采用模塊化思想建立了仿真系統(tǒng)總體框架結構，最終實現對沖切加工程序的靜態(tài)和動態(tài)仿真。 GtAJ #[5w
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關鍵詞：數控系統(tǒng)；OPC；轉塔沖床；仿真 ~T p8>bmSR
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0 引言 6|"!sW`%N
江蘇亞威機床廠生產的HIQ、HPI和HPH系列沖床采用德國博世力士樂(Bo.sch Rexroth)公司最新推出的開放式數控系統(tǒng)IndraMotion MTX作為控制系統(tǒng)，基于OPC技術進行自主開發(fā)。加工程序仿真是其重要的研究內容，下面將重點講述靜態(tài)相動態(tài)加工仿真程序設計理念與實現過程。 b[&,%Sm+6
I數控轉塔沖床簡介 U`8^N.Snrp
以亞威HIQ系列沖床（見圖1）為例，該系列沖床采用高速液壓主傳動系統(tǒng)，室行程速度（轉臺轉速）達1500r,/min．具有6個數控聯動軸。沖頭下死點位置編程控制精度達o.01 mm，進料y軸采用雙滾珠絲杠結構。夾鉗位置可編程設定．自動調節(jié)，可滿足不同尺寸板料的加工要求，最大加T板材尺寸可達1 250×5 000;最高沖切頻率可達X- 750 cpm( Punchingtimcs pcr minutc)，y=700 cpm;板料的最大移動速度可達X；75 m,/min．y；70 m/min。數控系統(tǒng)采用IndraK40tion MTX進行控制。 I ]WeZ,E
2加工仿真的意義 7/U<\(V!g
數控沖床的沖頭按照預先編寫好的數控加工程序對工件進行沖切加工。對數控沖床過程進行仿真的目的是檢驗數控沖切程序是否正確及沖切參數選擇是否合理．以期在實際沖切加工之前修正數控程序中的錯誤，優(yōu)化各種加工參數，從而達到降低廢品率和保護設備的目的。而動態(tài)實時仿真則可以通過屏幕顯示各種實時沖切參數，監(jiān)測沖切過程。 F`ZIc7(.{
3靜態(tài)仿真的實現 ftI+#0?[!
靜態(tài)仿真是動態(tài)仿真的前提和基礎。首先在加工前對NC程序的正確性進行檢測，即對數控轉塔沖床程序的詞法和語法進行檢驗。詞法錯誤主要是指程序中輸入了沖床不能識別的指令，對這種情況的處理方法是建立了沖床指令字符集，構造了char型字符集，然后逐個讀人NC文件的字符，判斷它是否在沖床指令字符集中，如果不在則給出錯誤信息，如果在則讀取下一字符。語法錯誤主要包括書寫格式錯誤、指令搭配錯誤、指令順序錯誤、沖切順序錯誤、沖切參數錯誤等。為方便逐行逐字進行語法檢查，可將代碼文件讀入到一個順序文件中，用數組格式進行處理，具體結構語句如下： q|]0on~ ]
l.ine Input #l, MyLine |)72 E[lL
FileLine(M) =CStr(MyLine) M記錄敷組的行效 7S~ 9E2N
I-Len(MyLine) B字符串類型 DS,FVh".|
M - M+l EZwdx
Loop -'p@ lk
Close #1 "o5gQTwb
該梳棉機的加工指令集是根據開放式數控系統(tǒng)IndraMotion MTX中的高級編程語言CP1。(Custom Program I。anguage)自主開發(fā)的G功能代碼，其功能代碼可分為標準G功能和選配G功能。標準G功能包括沖壓加工、程序控制、基準點指定、坐標系指定、時間指定、制造模式和沖頭控制7種功能；選配G功能包括上料／下料、夾鉗設置和攻絲功能3種指令。 l:5CM[mZ
沖切加工程序包含有大量的信息，可從中分離出與仿真軌跡有關的信息，例如T（模具號）、F(模具形狀)、A(尺寸)、B（尺寸）、C（尺寸）及G(角度)等信息。其中檢驗模塊可以對數控程序進行正確性驗證；譯碼模塊以程序段為單位處理沖切加工程序。由于刀具行處于程序文本的末尾，因此首先對刀具行的參數進行處理·并存人刀具數據的數組中，以備后續(xù)程序進行調用，刀具程序段處理流程圖見圖Z。 ~QEXB*X-g'
圖2 刀具程序段處理流程圖 nTlv'_Y(
通篇文本程序采取邊解釋邊處理的有式。解釋處理模塊負責提取與沖切命令和狀態(tài)有關的信息，通過讀入緩存區(qū)的數據結構進行分析處理，得出與仿真有關的動作及狀態(tài)信息，這里主要指對G代碼和M代碼的處理。靜態(tài)仿真程序解碼流程圖結構見圖3。圖形的仿真顯示畫面采用VB中Picture控件的功能和屬性來實現，界面采用網格式坐標顯示圖形的具體位置，設置了圖形連續(xù)放大、縮小、移動等功能。仿真畫面同時還顯示了相關的程序運行信息，如運行屬性、顯示屬性和程序數據等。本機夾鉗采用從下模上方通過 ZR01<V
的方式，因而避免了下模與夾鉗碰撞，但是為了防止夾鉗被誤沖，因而采取了仿真程序對夾鉗死區(qū)進行屏蔽的方式。圖4為板材上沖切北京奧運五環(huán)標志程序的仿真效果，其中圖案周圍矩形細線為沖切邊界（圖中白色箭頭所指）。 |au q j2
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4動態(tài)仿真的實現 *|,ykb >
本機動態(tài)仿真的目的是實時監(jiān)控沖切加工進程，
